[發(fā)明專利]一種聚丙烯/木粉復合材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710042316.7
• 申請日: 2007-06-21
• 公開（公告）號: CN101070406A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟堂峰;田敬華;周持興;俞煒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08L23/10
• 分類號: C08L23/10;C08K5/14;C08L97/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 羅蔭培

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種高分子復合材料的制備方法，特別是一種聚丙烯/木粉復合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著全球經(jīng)濟發(fā)展，近20多年來塑料的用量急速上升，廢舊塑料垃圾對環(huán)境造成的污染也日益嚴重。同時森林資源被大量砍伐，已對生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞。因此保護森林資源，保護生態(tài)環(huán)境已成為新世紀人類共同追求的目標。

木塑復合材料(Wood?Plastics?Composites，簡稱WPC)是用木粉(WF)、木纖維或植物纖維填充、增強的改性熱塑性材料，兼有木材和塑料的成本和性能的優(yōu)點，經(jīng)成型可得到型材、板材或其他制品，具有質(zhì)量輕，成本低，對設(shè)備磨損小，環(huán)保等優(yōu)點。聚丙烯(PP)具有熔點高、耐熱性好、密度小、力學性能優(yōu)良、化學穩(wěn)定性好、價格低等優(yōu)點，作為木粉復合材料的基體有很多優(yōu)勢。然而純聚丙烯/木粉復合材料沖擊性能較差，目前國內(nèi)外的研究多采用添加相容劑或者彈性體的方法來改善其沖擊性能，如在我國專利CN?1821295A中就采用了加入離子聚合物(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)作為相容劑，用量比例為混合料的5wt％～10wt％，但是此種方法成本相對較高。文獻《The?preparation?and?rheologycharacterization?of?long?chain?branching?polypropylene》(Polymer?47(2006)7962～7969)提到了用反應加工的方法來制備長支化聚丙烯，聚丙烯的沖擊性能有所改善。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是針對聚丙烯/木粉復合材料的沖擊性能和拉伸性能不高，通過對聚丙烯引入長支鏈來改善復合材料的性能。

本發(fā)明一種聚丙烯/木粉復合材料的制備方法以聚丙烯/木粉體系為基礎(chǔ)，通過添加過氧化物和多官能團單體，采用反應共混技術(shù)開發(fā)出沖擊性能較好的聚丙烯/木粉復合材料。過氧化物引發(fā)多官能團單體和聚丙烯之間的自由基反應，生成具有長支鏈結(jié)構(gòu)的聚丙烯/木粉復合材料。該方法生產(chǎn)工藝簡單，成本較低，并且通過調(diào)節(jié)聚丙烯和木粉的比例及過氧化物和多官能團單體的含量和比例，來滿足不同制品性能的要求。

本發(fā)明一種聚丙烯/木粉復合材料的制備方法如下，以下組分用量均以重量份表示：

將0.05份～2份過氧化物和0.5份～5份多官能團單體溶于10份～100份有機溶劑中，加入到40份～90份聚丙烯中，高速攪拌，使其充分混合；然后與10份～60份木粉混合均勻，170℃～190℃下在密煉機中反應共混10min～20min，密煉機轉(zhuǎn)速50rpm～100rpm，得到一種聚丙烯/木粉復合材料。

本發(fā)明使用的聚丙烯為丙烯均聚物或丙烯與乙烯的共聚物，其熔融指數(shù)為3～20g/10min。

本發(fā)明使用的木粉為松木粉、竹粉或楊木粉，其粒徑為50目～120目。

本發(fā)明使用的過氧化物為過氧化二異丙苯、過氧化二苯甲酰、過氧化二叔丁基或2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧化)己烷。

本發(fā)明使用的多官能團單體為二乙烯基苯、馬來酸二烯丙酯、硫脲、二乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或亞油酸三甘酯。

本發(fā)明使用的有機溶劑為丙酮或環(huán)己烷。

本發(fā)明一種聚丙烯/木粉復合材料的制備方法，由于采用了過氧化物和多官能團單體反應體系，能夠生成長支鏈聚丙烯，一方面，長支鏈的生成提高了聚丙烯基體的沖擊強度，另一方面，接枝到聚丙烯分子鏈上的多官能團單體具有羥基，能夠和木粉表面大量的羥基之間有一定的相互作用，從而提高界面粘結(jié)強度，使聚丙烯/木粉復合材料的沖擊強度得到大幅度提高，與未進行任何處理的復合材料相比提高了大約29.44％，接近純聚丙烯的沖擊強度；拉伸強度和模量比純聚丙烯/木粉復合材料也有較大提高，提升幅度分別達到23.75％和23.06％。因此，本發(fā)明制備的聚丙烯/木粉復合材料具有高沖擊強度，較高的拉伸強度和模量，能夠滿足多種場合的生產(chǎn)工藝和使用性能的要求。

附圖說明：

圖1是實施例1得到的聚丙烯/木粉復合材料經(jīng)過處理后的產(chǎn)物與純聚丙烯的紅外光譜圖。

圖2是實施例1得到的復合材料與對比例1得到的復合材料的儲能模量G’與頻率ω的流變曲線圖。

具體實施方式：

下面實施例和對比例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。

以下實施例和對比例所用聚丙烯為均聚聚丙烯，熔融指數(shù)為6g/10min(F401，揚子石化集團)。

木粉為松木粉，粒徑70目～80目。

實施例1